內(nèi)壓作用下橢圓管道應(yīng)力及極限載荷數(shù)值分析

對(duì)水平橢圓管內(nèi)相變材料接觸熔化過(guò)程進(jìn)行了研究。根據(jù)橢圓作圖法測(cè)，將其分段圓弧化后，利用ｎｕｓｓｅｌｔ液體邊界層理論，對(duì)緊密接觸熔化的液體傳熱與運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析。求得管內(nèi)固體熔化速度、熔化率平均ｎｕｓｓｅｌｔ數(shù)。討論了影響它們的諸因素，所得結(jié)果包含了圓管時(shí)的結(jié)論。

管道在使用中受介質(zhì)腐蝕或沖蝕作用以及機(jī)械損傷會(huì)發(fā)生局部減薄,降低使用的安全性。對(duì)帶有此類缺陷的直管已有評(píng)定規(guī)范和解析解,但對(duì)局部減薄彎頭,國(guó)內(nèi)外尚無(wú)評(píng)定規(guī)范且少有研究。本文在對(duì)局部減薄直管的極限載荷和無(wú)缺陷彎頭的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行研究分析的基礎(chǔ)上,提出了內(nèi)壓作用下局部減薄彎頭極限載荷的計(jì)算式,并給出評(píng)定局部減薄彎頭安全性的方法。用公式計(jì)算所得結(jié)果與有限元分析結(jié)果很一致。

管道應(yīng)力分析及計(jì)算

矩形翅片橢圓管束性能研究及場(chǎng)協(xié)同分析——利用cfd方法對(duì)空冷系統(tǒng)的基本換熱元件矩形翅片橢圓管進(jìn)行了數(shù)值模擬；與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，研究了其在不同迎面風(fēng)速下的阻力特性與換熱特性，擬合出了三排管對(duì)流換熱系數(shù)和協(xié)同角隨迎面風(fēng)速的變化關(guān)系；并采用場(chǎng)協(xié)同原理...

以水為介質(zhì),采用k-ε模型,用數(shù)值模擬方法研究了5種不同結(jié)構(gòu)的螺旋扭曲橢圓管換熱器的管外殼程傳熱與流阻性能,并和采用橢圓管作為換熱部件的換熱器進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明,螺旋扭曲橢圓管換熱器殼程有較好的強(qiáng)化換熱特性,螺旋扭曲橢圓管的幾何尺寸和流體流動(dòng)速度對(duì)殼程傳熱與流阻性能有重要影響。通過(guò)數(shù)值模擬所獲得的規(guī)律為螺旋扭曲橢圓管換熱器的設(shè)計(jì)研發(fā)提供了參考。

試壓工況下盾構(gòu)隧道內(nèi)輸氣管道應(yīng)力分析-天然氣工業(yè)

管道應(yīng)力分析和計(jì)算 目次 1概述 1.1管道應(yīng)力計(jì)算的主要工作 1.2管道應(yīng)力計(jì)算常用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) 1.3管道應(yīng)力分析方法 1.4管道荷載 1.5變形與應(yīng)力 1.6強(qiáng)度指標(biāo)與塑性指標(biāo) 1.7強(qiáng)度理論 1.8蠕變與應(yīng)力松弛 1.9應(yīng)力分類 1.10應(yīng)力分析 2管道的柔性分析與計(jì)算 2.1管道的柔性 2.2管道的熱膨脹補(bǔ)償 2.3管道柔性分析與計(jì)算的主要工作 2.4管道柔性分析與計(jì)算的基本假定 2.5補(bǔ)償值的計(jì)算 2.6冷緊 2.7柔性系數(shù)與應(yīng)力增加系數(shù) 2.8作用力和力矩計(jì)算的基本方法 2.9管道對(duì)設(shè)備的推力和力矩的計(jì)算 3管道的應(yīng)力驗(yàn)算 3.1管道的設(shè)計(jì)參數(shù) 3.2鋼材的許用應(yīng)力 3.3管道在內(nèi)壓下的應(yīng)力驗(yàn)算 3.4管道在持續(xù)荷載下的應(yīng)力驗(yàn)算 3.5管道在有偶然荷載作用時(shí)的應(yīng)力驗(yàn)算 3.6管系熱脹應(yīng)力范圍的驗(yàn)算 3.7力矩和截面抗

astma554標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)標(biāo)組織生產(chǎn)，以201、202、304、316、316l原料焊接不銹鋼橢圓管， 可進(jìn)行表面拋光，產(chǎn)品多渠道廣泛應(yīng)用于石油、化工、化學(xué)化纖、冶煉、醫(yī)藥機(jī)械、造紙、 保溫制冷、機(jī)械設(shè)備、食品、電力、水利、建筑、航天航空、海底工程、航海造船、環(huán)保等 行業(yè)，深受用戶的青睞。我公司生產(chǎn)以下規(guī)格不銹鋼橢圓管： 7.5*11.5、8*15、9.6*15、10*20、10*25、12*24、13*23、13*33、14*25、14*28、15*22、 15*28、15*30、15*38、15*42、16*26、16*44、17*21、17*25、20*30、20*35、20*40、 20*50、20*70、25*38、25*49、28*45、28*57、30*45、30*57、 astma554標(biāo)準(zhǔn) 30*

采用pro/e和ansys/ls-dyna聯(lián)合建模求解技術(shù),對(duì)螺旋圓管和螺旋橢圓管的成形過(guò)程進(jìn)行了有效的仿真,確定了螺旋橢圓管的擠壓成形方案,并對(duì)螺旋橢圓管成形過(guò)程的能量變化、成形力、應(yīng)力分布及摩擦系數(shù)對(duì)成形的影響作了分析探討。此成形方法具有制品綜合質(zhì)量高、工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)平橢圓管各部位間的尺寸存在著固定系數(shù)關(guān)系和替代關(guān)系,通過(guò)一定數(shù)學(xué)變換,推導(dǎo)出一種針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平橢圓管孔型的系數(shù)設(shè)計(jì)方法;獲得了對(duì)所有標(biāo)準(zhǔn)平橢圓管孔型都適用的各道次變形系數(shù)λi,并且直接利用系數(shù)λi與標(biāo)準(zhǔn)平橢圓管管頭曲率半徑r之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)平橢圓管各道孔型各部位變形尺寸。該方法既簡(jiǎn)化了孔型設(shè)計(jì)程序,又提高了設(shè)計(jì)效率。

利用有限元方法分析了內(nèi)壓作用下異徑管的應(yīng)力分布,結(jié)果表明:同心異徑管大端向外的彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加后使外壁組合應(yīng)力下降、內(nèi)壁組合應(yīng)力上升,小端連接處直管內(nèi)外壁均為軸向壓應(yīng)力;內(nèi)壓在非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的偏心異徑管的偏心側(cè)大端和中部引起的環(huán)向應(yīng)力最大,且偏心側(cè)外壁的環(huán)向應(yīng)力較內(nèi)壁的環(huán)向應(yīng)力大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果一致,但存在一定誤差,主要是與工程管件不均勻的力學(xué)性能及壁厚有關(guān),因此,將直管的應(yīng)力理論直接套用到異徑管是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

采用彈塑性有限元分析技術(shù),將材料簡(jiǎn)化為理想彈塑性,同時(shí)考慮幾何非線性影響,針對(duì)不同厚徑比t/rm、相對(duì)彎曲半徑r/rm和彎曲模式下有直管連接彎頭的彈塑性行為進(jìn)行了系統(tǒng)分析,在此基礎(chǔ)上分別建立了便于工程應(yīng)用的無(wú)缺陷彎頭在開(kāi)、閉彎作用下的塑性載荷估算式。試驗(yàn)研究表明本文建立的面內(nèi)開(kāi)/閉彎塑性載荷估算式能夠滿足工程實(shí)際需要。

序號(hào)名稱符號(hào)公式數(shù)值 1管子外徑d0給定0.108 2管子壁厚t給定0.004 3保溫層厚度tb給定0.025 4保溫管外殼與土壤之間的摩擦系數(shù)μ查表4.1.5（高密度聚乙烯與中沙）0.3 5保溫管外殼與土壤之間的最大摩擦系數(shù)μmax查表4.1.5（高密度聚乙烯與中沙）0.4 6保溫管外殼與土壤之間的最小摩擦系數(shù)μmin查表4.1.5（高密度聚乙烯與中沙）0.2 7管頂覆土深度h查表3.1.2（φ108×4）0.6 8預(yù)制保溫管外殼的外徑dcdw+2tb0.158 9土壤密度ρ給定3000 10軸線方向每米管道的摩擦力fπρgμ(h+dc/2)dc2971.15 11鋼管基本需用應(yīng)力修正系數(shù)ψ查表4.2.2-1,無(wú)縫鋼管201.00 12管道的計(jì)算壓力pd給定3 1

應(yīng)用ansys軟件對(duì)橢圓封頭中心接管結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和網(wǎng)格劃分,并且對(duì)接管端部施加了彎矩,之后對(duì)整體模型做出了應(yīng)力強(qiáng)度分析,得到了在設(shè)計(jì)壓力下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和變形。按照jb4732-1995《鋼制壓力容器—分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定。分析結(jié)果表明,強(qiáng)度滿足要求。

對(duì)電站空冷凝汽器矩形翅片橢圓管空氣側(cè)的流動(dòng)與傳熱特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了翅片上有無(wú)擾流孔兩種情況下矩形翅片表面的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分布規(guī)律。對(duì)影響空氣側(cè)傳熱和流動(dòng)性能的因素,包括擾流孔數(shù)、擾流孔尺寸、擾流孔位置進(jìn)行了優(yōu)化分析。數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨著擾流孔數(shù)的增加,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力逐漸增加,在一定范圍內(nèi),換熱量也不斷增加;隨著擾流孔的尺寸增大,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力均增大,但是總換熱量減少;相對(duì)來(lái)說(shuō),擾流孔的位置對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力的影響不大。

管道應(yīng)力分析及管架設(shè)計(jì)

目前對(duì)于管道三通在內(nèi)壓和彎矩聯(lián)合作用下的塑性極限載荷累積規(guī)律有三種不同的觀點(diǎn),即線性方程累積、拋物線方程累積和圓方程累積模式。文中采用非線性有限元方法分析內(nèi)壓與彎矩聯(lián)合作用下(包括面內(nèi)彎矩和面外彎矩兩種形式)管道三通的塑性極限載荷,結(jié)果表明其累積形式基本上介于拋物線方程和圓方程之間,并且與結(jié)構(gòu)幾何參量有關(guān)。最后在數(shù)值分析的基礎(chǔ)上提出復(fù)雜情況下考慮幾何因素的三通塑性極限載荷工程估算式,并用試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

基于極限分析的觀點(diǎn),推導(dǎo)了工業(yè)中焊制三通在面內(nèi)彎矩作用下的極限載荷估算式。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證和與基于asme規(guī)范及billington的經(jīng)驗(yàn)公式比較表明,該公式對(duì)面內(nèi)彎矩極限值有較高的估算精度,具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。

為了對(duì)異徑管的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供理論依據(jù)和計(jì)算方法,對(duì)異徑管中的偏心異徑管進(jìn)行了分析研究,得到了其應(yīng)力分布規(guī)律,確定了危險(xiǎn)點(diǎn)。為了減少應(yīng)力集中的影響,在異徑管的大小端分別加了一段直管,在對(duì)稱面上施加對(duì)稱約束,在大端直管端面施加軸向和徑向約束。分析結(jié)果表明,偏心側(cè)內(nèi)外壁的環(huán)向應(yīng)力曲線總體趨勢(shì)相似,大端的應(yīng)力要比小端的應(yīng)力大;在同樣壁厚等級(jí)和相同的公稱壓力下,當(dāng)異徑比增大時(shí),環(huán)向應(yīng)力和相當(dāng)應(yīng)力的極值出現(xiàn)位置都有由大端朝小端移動(dòng)的趨勢(shì);適當(dāng)增加偏心異徑管的長(zhǎng)度能減小危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力集中程度。

壓力管道審核管道應(yīng)力分析和柔性設(shè)計(jì)

內(nèi)壓下焊制管道三通塑性極限載荷有限元分析 作者：軒福貞;劉長(zhǎng)軍;李培寧 作者機(jī)構(gòu)：華東理工大學(xué)化機(jī)所,;華東理工大學(xué)化機(jī)所,;華東理工大學(xué)化機(jī)所, 來(lái)源：化工設(shè)備與管道 issn：1009-3281 年：2001 卷：038 期：002 頁(yè)碼：45-51 頁(yè)數(shù)：7 中圖分類：tqo5 正文語(yǔ)種：chi 關(guān)鍵詞：焊制三通極限壓力有限元方法。 摘要：本文采用理想彈塑性材料及小變形假設(shè)的有限元技術(shù)，系統(tǒng)分析并驗(yàn)證 管徑比d/d≥05管道焊接三通的塑性極限壓力及網(wǎng)格密度、單元類型和約 束形式對(duì)數(shù)值解的影響，結(jié)果表明，在管徑比d/d≥05的范圍內(nèi)，等徑三 通的極限承載能力優(yōu)于d/d=083和d/d=065的主管徑厚比d/t相同 的異徑等強(qiáng)度三通，且在d/t較大時(shí)尤為明顯；采用小變形的分析方法能夠得 到滿足工程要求的極限壓力數(shù)值

本文采用理想彈塑性材料及小變形假設(shè)的有限元技術(shù)，系統(tǒng)分析并驗(yàn)證管徑比d/d≥0.5管道焊接三通的塑性極限壓力及網(wǎng)格密度、單元類型和約束形式對(duì)數(shù)值解的影響，結(jié)果表明，在管徑比d/d≥0.5的范圍內(nèi)，等徑三通的極限承載能力優(yōu)于d/d=0.83和d/d=0.65的主管徑厚比d/t相同的異徑等強(qiáng)度三通，且在d/t較大時(shí)尤為明顯；采用小變形的分析方法能夠得到滿足工程要求的極限壓力數(shù)值解。